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一种用于油渣脱硫的方法

阅读:375发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种用于油渣脱硫的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于 油渣 铁 水 预 脱硫 的方法,主要解决现有采用复合喷吹铁水脱硫工艺对铁水渣为油渣的铁水进行脱硫处理所存在的脱硫困难、镁粉消耗高、镁粉利用率低、扒渣铁损大的技术问题。本发明的技术方案为:一种用于油渣铁水预脱硫的方法,包括:确定铁水包内油渣的等级;对铁水包内铁水渣进行 铝 脱 氧 ;对铁水包内铁水进行喷吹脱硫。本发明方法脱硫成本低,本发明方法与增加镁粉工艺相比,镁粉利用率由20%提高至51%;本发明方法与前扒工艺相比,扒渣铁损由15.85kg/吨铁降至10.25kg/吨铁。,下面是一种用于油渣脱硫的方法专利的具体信息内容。

1.一种用于油渣脱硫的方法,其特征是,所述的方法包括以下步骤:
1)确定铁水包内油渣的等级,将装好铁水的铁水包运至铁水扒渣工位,用扒渣机扒铁水包内的铁水渣1-3次,根据最长渣柱的长度值确定油渣的等级;
2)对铁水包内铁水渣进行,向铁水包内铁水中加入铝,当铁水渣为轻度油渣时,铝块加入量为0.044-0.069kg/吨铁;当铁水渣为中度油渣时,铝块加入量为0.088-
0.119kg/吨铁;当铁水渣为重度油渣时,铝块加入量为0.150-0.188kg/吨铁;
3)对铁水包内铁水进行喷吹脱硫,铁水脱硫前喷吹阶段,向铁水单独喷吹流态化石灰
3
粉,流态化石灰粉的喷吹速度为60-80kg/min,助吹氮气流量为0.7-1.0Nm /min;当铁水渣为轻度油渣时,流态化石灰粉加入量为1.05-1.35kg/吨铁;当铁水渣为中度油渣时,流态化石灰粉加入量为1.45-1.70kg/吨铁;当铁水渣为重度油渣时,流态化石灰粉加入量为1.85-
2.35kg/吨铁;
复合喷吹阶段,同时喷吹镁粉和流态化石灰粉,流态化石灰粉喷吹速度为35-45kg/min,流态化石灰粉喷吹速率/镁粉喷吹速率的比值为3.0-4.5,助吹氮气流量为0.7-
1.0Nm3/min;
后喷吹阶段,单独喷流态化石灰粉,流态化石灰粉加入量为0.15-0.35kg/吨铁,流态化石灰粉的喷吹速度为18-35kg/min,助吹氮气流量为0.7-1.0Nm3/min。
2.如权利要求1所述的一种用于油渣铁水预脱硫的方法,其特征是,步骤2)中,所述铝块化学成分的重量百分含量为:Al≥99.5%,Si≤0.22,Cu≤0.02%;单块铝块的重量为
0.04-0.06kg。
3.如权利要求1所述的一种用于油渣铁水预脱硫的方法,其特征是,步骤3)中,所述流态化石灰粉的粒度≤0.05mm。
4.如权利要求1所述的一种用于油渣铁水预脱硫的方法,其特征是,步骤3)中,所述镁粉的粒度为0.2-0.8mm。

说明书全文

一种用于油渣脱硫的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种铁水预处理技术,特别涉及一种用于油渣铁水预脱硫的方法,属于冶炼及连续铸造技术领域。

背景技术

[0002] 鱼雷罐车是一种比较大型的运输铁水设备,可以用来运输和储存铁水,保温时间比较长;在使用时可以代替炼钢混铁炉与普通的铁水罐车。铁水在运输过程中还可以完成脱硫、脱磷的操作过程;在钢铁冶金行业中,鱼雷罐车是一种必不可少的运输装置。
[0003] 为提高炼钢产量和利用空鱼雷罐热量,鱼雷罐在炼钢工序翻铁结束后、返回高炉受铁过程中向鱼雷罐内加入5-10吨的矽钢片、破碎料等各种废钢。在高炉出铁及鱼雷罐铁水运输过程中,废钢表面的FeO、废钢带入的杂质及铁水相互反应,反应产物及未反应的杂质与受铁过程带入的高炉渣生成新的铁水渣,在炼钢工序翻铁时铁水渣随铁水一起进入铁水包中,并上浮至铁水表面。当铁水渣的渣面呈现局部变黑结壳,铁水渣未结壳处轻微泡沫化,铁水渣易粘附于铁水包包壁时,为便于区分,技术人员将此类铁水渣称为油渣;油渣会造成复合喷吹铁水脱硫工艺脱硫困难,镁粉利用率显著降低,脱硫后铁水硫重量百分含量明显偏高,铁水脱硫效果不稳定,难以满足钢种成分要求,需要二次喷粉脱硫,增加了脱硫周期。
[0004] 目前,就普通钢铁企业而言,铁水包内铁水中含有油渣的铁水包炉次日均发生率为30%,最高达到80%,针对油渣通常采取增加镁粉工艺或前扒渣工艺,存在镁粉消耗高、扒渣铁损大、铁水预脱硫成本高的问题,极大的影响了纯净钢水的冶炼。
[0005] 中国专利公布号CN102181608A公开了“铁水脱硫渣喷吹改性工艺”,该专利在镁粉和流态化石灰联合喷吹结束后,即在后喷吹阶段,利用喷枪将流态化石灰等喷入铁水中,喷入量为0.5~2.5kg,达到对脱硫结束后的铁水渣进行整体改性,目的是改善扒渣效果,降低转炉回硫量。该专利并不涉及脱硫前铁水渣的改性,对油渣炉次恢复镁粉脱硫效果、提高镁粉利用率无作用。
[0006] 中国专利公布号CN1528919A公开了“用含基脱硫剂对铁水脱硫的方法”,该专利采用的含铝氧化钙基脱硫剂成分主要为CaF2、CaCO3、铝粉、Al2O3、CaO,促进脱硫反应的进行。该专利中石灰才是真正的脱硫剂,与铁水中的硫反应,原理与复合喷吹镁粉和石灰粉的脱硫工艺完全不一样,加入铝粉的目的是与脱硫产物氧反应,并非用于铁水渣改性,而且铝粉成本很高。
[0007] 中国专利公布号CN104032096A公开了“一种脱硫渣改性剂和铁水脱硫的方法”,该方法采用的脱硫渣改性剂含有刚玉渣、钠盐和萤石,其中刚玉渣的由Al2O3、MgO、CaO、V2O5组成,钠盐为Na2CO3、NaCl和NaNO3中的一种或多种,在喷粉脱硫前或喷粉脱硫过程中加入1.5-3kg/吨铁,目的是促进渣铁分离,降低扒渣铁损。该专利的改性剂成分CaO含量少,不能有效提高脱硫前铁水渣的度,促进镁粉脱硫效果,同时萤石的加入会加快耐材的侵蚀速度。
[0008] 中国专利公布号CN103820595A公开了“铁水脱硫的方法”,该专利的方案是在翻铁前将由石灰、萤石组成的KR脱硫剂加入铁水包中,加入重量为2~4kg/吨铁,将铁水渣的碱度由1增加至4,利于脱硫产物吸附和脱硫渣扒除。该专利针对的是纯颗粒镁脱硫工艺,脱硫过程不喷石灰粉,其方案相当于将复合喷吹脱硫工艺中的石灰粉挪至翻铁前,无法解决油渣炉次的脱硫问题,同时石灰粉粒度较大,萤石会加快耐材的侵蚀速度。
[0009] 中国专利公布号CN101358265A公开了“复合型铁水脱硫剂及其制备方法”,该专利的脱硫剂包含CaO、TMg、CaC2、NaHCO3、Al、C、CaF2、S、P,具有渣量少、脱硫效果好、扒渣铁损低等优点,加入铝粉的目的是增加脱硫剂中CaO的活性,减少CaO的用量。但是铝粉成本高,与石灰粉等混合在一起,须每炉加入,可选择性差,同时还含有萤石。
[0010] 中国专利公布号为CN101676410A公开了《高铁水脱硫用铝渣、脱硫剂及脱硫方法》,该专利用的铝渣由以下铝粉、矾土、萤石粉、沥青焦粉等组成,铝粉的目的是避免石灰表面形成高熔点的硅酸盐物质,解决了高硅异常铁水的脱硫难题。该专利仅适用于KR脱硫工艺,不适用于复合喷吹脱硫工艺中油渣炉次的脱硫,且铝粉成本高。
[0011] 上述方法大多的出发点是提高扒渣效果和KR脱硫工艺的脱硫效果,均没有解决镁粉-石灰粉复合喷吹脱硫工艺中油渣炉次的铁水脱硫难题,所使用的铝粉与石灰等先行预混,目的为了避免石灰粉表面形成高熔点物质,其成本高,可选择性差,而且还添加萤石,加快耐材侵蚀速度。
[0012] 现有对于铁水渣为油渣的铁水进行预脱硫的工艺存在铁水脱硫不稳定、镁粉消耗高、铁水扒渣铁损大、铁水预脱硫成本高的问题。

发明内容

[0013] 本发明的目的是提供一种用于油渣铁水预脱硫的方法,主要解决现有采用复合喷吹铁水脱硫工艺对铁水渣为油渣的铁水进行脱硫处理所存在的脱硫困难、镁粉消耗高、镁粉利用率低、扒渣铁损大的技术问题,本发明方法实现了铁水渣为油渣的铁水的高效、低成本脱硫。
[0014] 铁水包内的铁水渣呈现局部变黑结壳、铁水渣未结壳处轻微泡沫化、铁水渣易粘附于铁水包的包壁,该铁水渣又称为油渣。
[0015] 本发明方法所述的油渣铁水是指铁水渣为油渣的铁水。
[0016] 本发明方法所述的渣柱是指在用扒渣机将铁水渣扒离铁水包的过程中,部分粘附在铁水包口的铁水渣在重作用下产生的液渣条。
[0017] 本发明方法所述的轻度油渣指扒渣过程中形成的渣柱中最长渣柱的长度为10~15cm时的铁水渣。
[0018] 本发明方法所述的中度油渣指扒渣过程中形成的渣柱中最长渣柱的长度为16~20cm时的铁水渣。
[0019] 本发明方法所述的重度油渣指扒渣过程中形成的渣柱中最长渣柱的长度大于20cm时的铁水渣。
[0020] 本发明所述的铁水渣的二元碱度为铁水渣中CaO重量百分含量/铁水渣中SiO2重量百分含量。
[0021] 本发明采用的技术方案是,一种用于油渣铁水预脱硫的方法,该方法包括以下步骤:
[0022] 1)确定铁水包内油渣的等级,将装好铁水的铁水包运至铁水扒渣工位,用扒渣机扒铁水包内的铁水渣1-3次,根据最长渣柱的长度值确定油渣的等级;
[0023] 2)对铁水包内铁水渣进行铝脱氧,向铁水包内铁水中加入铝,当铁水渣为轻度油渣时,铝块加入量为0.044kg/吨铁~0.069kg/吨铁;当铁水渣为中度油渣时,铝块加入量为0.088kg/吨铁~0.119kg/吨铁;当铁水渣为重度油渣时,铝块加入量为0.150kg/吨铁~0.188kg/吨铁;
[0024] 3)对铁水包内铁水进行喷吹脱硫,铁水脱硫前喷吹阶段,向铁水单独喷吹流态化3
石灰粉,流态化石灰粉的喷吹速度为60~80kg/min,助吹氮气流量为0.7-1.0Nm/min;当铁水渣为轻度油渣时,流态化石灰粉加入量为1.05kg/吨铁~1.35kg/吨铁;当铁水渣为中度油渣时,流态化石灰粉加入量为1.45kg/吨铁~1.70kg/吨铁;当铁水渣为重度油渣时,流态化石灰粉加入量为1.85kg/吨铁~2.35kg/吨铁;
[0025] 复合喷吹阶段,同时喷吹镁粉和流态化石灰粉,流态化石灰粉喷吹速度为35kg/min~45kg/min,流态化石灰粉喷吹速率/镁粉喷吹速率的比值为3.0-4.5,助吹氮气流量为0.7-1.0Nm3/min;
[0026] 后喷吹阶段,单独喷流态化石灰粉,流态化石灰粉加入量为0.15kg/吨铁~3
0.35kg/吨铁,流态化石灰粉的喷吹速度为18~35kg/min,助吹氮气流量为0.7-1.0Nm /min。
[0027] 进一步,步骤2)中,所述铝块化学成分的重量百分含量为:Al≥99.5%,Si≤0.22,Cu≤0.02%;单块铝块的重量为0.04-0.06kg。
[0028] 进一步,步骤3)中,所述流态化石灰粉的粒度≤0.05mm。
[0029] 进一步,步骤3)中,所述镁粉的粒度为0.2-0.8mm。
[0030] 本发明方法基于申请人的如下研究:
[0031] 油渣中FeO的重量百分含量为4~11%,油渣的二元碱度为0.1-0.5;根据脱硫难度和铁水渣粘度差异,油渣分为轻度油渣、中度油渣和重度油渣。轻度油渣,其铁水渣中FeO的重量百分含量为2.5~4.5%,铁水渣的二元碱度为0.3~0.5;中度油渣,其铁水渣中FeO的重量百分含量为5~7.5%,铁水渣的二元碱度为0.15~0.3;重度油渣,其铁水渣中FeO的重量百分含量为8~11%,铁水渣的二元碱度为0.1~0.15。
[0032] 本发明方法通过将铁水油渣成分调整至正常水平的方式来提高镁粉的脱硫能力。油渣的二元碱度只有0.1~0.5,造成渣中SiO2的活度a(SiO2)较高,大量镁消耗与SiO2发生反应:(SiO2)+[Mg]=(MgO)+[Si];同时油渣中FeO的重量百分含量在4~11%,会氧化溶解在铁水的Mg:(FeO)+[Mg]=(MgO)+[Fe],从而导致铁水中的溶解镁重量百分含量下降,镁与硫的反应得到抑制,造成脱硫异常。为此本发明从两个方面进行改进,一是在铁水喷吹脱硫前向铁水包内的铁水加入铝块,铁水脱硫前喷吹阶段,在助吹氮气的搅拌作用下,铝块和铁水渣充分接触并部分溶解于铁水,发生3(O)+2[Al]=(Al2O3)的化学反应,脱除铁水和铁水渣中的氧,提高还原性气氛,避免复合喷吹阶段喷入铁水中的镁粉被氧化;二是在前喷吹阶段增加流态化石灰粉的加入重量,利用其粒径细小、比表面积大的特点,在助吹氮气搅拌的作用下,与铁水渣充分混合、接触,加快成渣速度,提高铁水渣的二元碱度至0.9~1,这一方面可大幅降低SiO2的活度,抑制(SiO2)+[Mg]=(MgO)+[Si]反应的进行,另一方面可显著提高CaS、MgS等脱硫产物在铁水渣中的溶解度,从而促进了复合喷吹阶段镁与硫的反应,提高铁水脱硫效果。
[0033] 本发明相比现有技术具有如下积极效果:
[0034] 1、本发明采用铝块和流态化石灰粉对铁水油渣进行改性,提高了镁粉的脱硫效果,可选择性强,操作简便,劳动强度低,无需设备改造。2、本发明脱硫成本低,本发明方法与增加镁粉工艺相比,镁粉利用率由20%提高至51%;本发明方法与前扒工艺相比,扒渣铁损由15.85kg/吨铁降至10.25kg/吨铁。

具体实施方式

[0035] 下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解下述具体实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0036] 本发明实施例1-4中,用于盛装铁水的铁水包公称容量为250吨,助吹氮气流量全3
程为0.7Nm /min,复合喷吹期结束后的流态化石灰粉喷吹重量为0.16kg/吨铁*铁水重量;
实施例1-4,铝块的加入量分别为45kg,40kg,25kg,15kg。
[0037] 本发明实施例的铁水参数如表1所示,喷吹脱硫工艺参数如表2所示,脱硫效果参数如表3所示。
[0038] 表1本发明实施例的铁水参数
[0039]
[0040] 表2本发明实施例的喷吹脱硫工艺参数
[0041]
[0042] 表3本发明实施例的脱硫效果参数
[0043]
[0044] 除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
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